Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reliability analysis of a multi-eso based control strategy for level adjustment control system of quadruped robot under disturbances and failures

Cui Jingjing, Ren Yi, Xu Binghui, Yang Dezhen, Zeng Shengkui

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 1

42--51

EN

The complexity of control algorithms and their vulnerability to disturbances and failures are the main problems that restrict the operations of multi-legged mobile robots in more complex environments. In this paper, a multiple extended state observer (ESO) based control strategy is proposed to achieve stable tilt angle control for quadruped robots under the influence of disturbances and actuator failures. By treating the multiple legs as parallel control objects, more ESOs were added to improve the disturbance rejection ability of the linear active disturbance rejection control (LADRC). Correlation of interactive information about the legs is realized by the synthesis of multiple ESO information. Based on LADRC, this method has the advantages of easy parameter tuning, good robustness, and strong ability to cope with interference and fault conditions. A control system reliability evaluation method was proposed. The reliability and control performance of the multi-ESO based control system under leg stuck failure conditions were systematically analyzed. Simulation and experimental results for the level adjustment control system of a quadruped robot are provided to verify the disturbance rejection ability, feasibility and practicability of the proposed multi-ESO based control method.

PL

Złożoność algorytmów sterowania oraz ich brak odporności na zakłócenia i uszkodzenia to główne czynniki ograniczające pracę wielonożnych robotów mobilnych w bardziej złożonych środowiskach. W przedstawionym artykule zaproponowano strategię sterowania wykorzystującą kilka obserwatorów stanu rozszerzonego (ESO), która pozwala na uzyskanie stabilnego kąta pochylenia robota czworonożnego w warunkach zakłóceń i uszkodzeń siłowników. Traktując każdą z nóg jako równorzędny obiekt sterowania, dodano dodatkowe ESO, co pozwoliło na poprawienie zdolności algorytmu liniowego aktywnego tłumienia zakłóceń (LADRC) do kompensacji (tłumienia) tych ostatnich. Interaktywne informacje dotyczące poszczególnych nóg korelowano poprzez syntezę danych z ESO. Zaletami omawianej metody opartej na LADRC są: łatwość dostrajania parametrów, wysoka niezawodność oraz bardzo dobra zdolność do radzenia sobie z zakłóceniami i uszkodzeniami. Zaproponowano także metodę oceny niezawodności systemu sterowania. Analizowano niezawodność i wydajność systemu opartego na kilku ESO w warunkach awarii wywołanej zablokowaniem nóg robota. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych systemu sterowania regulacją poziomu robota czworonożnego, które pozwalają zweryfikować zdolność proponowanej metody do tłumienia zakłóceń, a także możliwość jej praktycznego zastosowania.

2

Active-Disturbance Rejection Control for a Direct-Drive Valve based on a linear motor

Gao Y., Liu B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 5b

40-43

EN

A novel control scheme for a linear motor drive is proposed in this paper. Voice coil motor VCM, as one of the linear motors, which is widely used in the field of direct drive servo valve (DDV) with superior performance, has high accuracy and fast transient response. However, there are such uncertainties as unpredictable hydraulic resistance and estimated errors of the VCM model in this system, which may influence the accuracy and the rapid response of the control. In this paper, ADRC is applied to the system, which has strong robustness. Simultaneously, a novel hardware structure of motor control system based on field programmable gate array (FPGA) and digital signal processor (DSP) is implemented to realize the proposed algorithm. Both simulation and experimental results verify that the scheme proposed can attenuate the influences by the uncertainties of the model sharply. Also, the static and dynamic performances of the control system have been improved greatly with strong robustness to disturbances. Furthermore, the rapidness of the system has been improved greatly.

PL

W artykule przedstawiono system sterowania silnikiem liniowym ADRC bazujący na układach FPGA i wykorzystujący procesor sygnałowy. Silnik typu VCM (voice coil motor) jest używany do servo zaworu.

3

Zastosowanie odpornego sterowania siłowego w manipulatorze rehabilitacyjnym

Kordasz M., Madoński R., Sauer P., Kozłowski K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2012

|

z. 182, t. 1

91--102

PL

Artykuł prezentuje zastosowanie metody sterowania odpornego Active Disturbance Rejection Control (ADRC) w układzie regulacji z modelem manipulatora robotycznego do zadań wspomagania rehabilitacji stawu kolanowego. Ze względu na wielowymiarowość badanego manipulatora oraz obecność w nim silnie nieliniowych, zmiennych w czasie oraz sprzężonych skośnie elementów dynamiki, sterowanie rozważnym systemem jest zadaniem nietrywialnym. Niepewność modelowania może być jednak w technice ADRC na bieżąco odsprzęgana do systemu, zwiększając tym samym jego odporność parametryczną i zakłóceniową. W artykule przedstawiono wyniki eksperymentalne działania podejścia ADRC dla dwóch przykładów: treningu izometrycznego oraz izotonicznego. Otrzymane rezultaty pozwalają stwierdzić, że metoda ADRC stanowi interesującą alternatywę dla klasycznych technik sterowania stosowanych w manipulatorach rehabilitacyjnych.

EN

The paper presents an experimental verification of the ADRC control approach applied to a model of a limb rehabilitation manipulator. The multidimensional structure of the governed system, along with its nonlinear and cross-coupled elements if the dynamics, makes the whole process a nontrivial control task. The ADRC technique allows user to estimate the modeling uncertainty (with a state/distrurbance observer) and online compensate for its effects. Two rehabilitation training were analyzed within this paper – isometric and isotonic. The obtained results of the stiffness controller combined with, either link angular position controller (isometric), or its force (isotonic), gave promising results in both quality and robustness of the ADRC framework. The ADRC was concluded to be an interesting alternative to other control methods, already used in the limb rehabilitation devices, especially in the aspect of the controller rather model-free desing approach.

4

Active Disturbance Rejection Control of a 2DOF manipulator with significant modeling uncertainty

Przybyła M., Kordasz M., Madoński R., Herman P., Sauer P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2012

|

Vol. 60, nr 3

509-520

EN

This paper presents a practical verification of an Active Disturbance Rejection Control (ADRC) method in governing a multidimensional system. The experiments were conducted on a two degrees of a freedom planar manipulator with only partial knowledge about the mathematical model of the plant. This multi input multi output system was controlled with a set of two, independent, single input single output ADRC controllers, each regulating one of the manipulator degree of freedom. Modeling uncertainty (nonlinearities, cross-coupling effects, etc.) and external disturbances were assumed to be a part of the disturbance, to be estimated with an observer and cancelled on-line in the control loop. The ADRC robustness was experimentally compared with the results obtained from using two decentralized, classic PID controllers. Both control methods were tested under various conditions, e.g. changing the inertial parameters of the plant. Significantly better results, in terms of parametric robustness, have been reported for the ADRC approach.